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Aliada potencialA condutividade elétrica vem se configurando como uma grande ferramenta à

agricultura de precisão. Uma aliada importante na avaliação da variabilidadeespacial do solo e na definição das unidades de gerenciamento de uma área

T:das as atividades que giram emtorno dos conceitos da agricul-tura de precisão visam o gerenci-

amento da lavoura considerando a sua de-

suniformidade e, por isso, utilizam técnicasotimizadoras de insumos, que permitem di-minuição nos custos de produção. Técnicascomo a aplicação localizada de fertilizantes,defensivos agrícolas e novas formas de mo-nitoramento de características dos solos e

de outros fatores de produção fornecem in-formações que permitem um melhor geren-ciamento da lavoura e, em última instân-cia, resultam num maior rendimento eco-nômico por área cultivada.

Novas tecnologias de sensoriamentopróximo ou remoto de fatores do meio am-biente, primordiais na produção agrícola,estão constantemente sendo geradas, aper-feiçoadas e difundidas no meio rural, e oconceito de gerenciamento localizado defen-

dido pela agricultura de precisão utilizamuitas dessas tecnologias. Desta, os moni-tores de produtividade receberam a maioratenção nos primeiros anos de pesquisa ede utilização no campo. Isso constitui umbom início para a investigação da variabili-dade espacial dos fatores, a partir da variá-vel dependente das demais, a produtivida-de agrícola. Ela é o resultado final do pro-cesso produtivo, o qual se deseja otimizar,seja através da redução na quantidade deinsumos aplicados, seja através da maximi-zação da produção, enfim, maximizando oslucros.

A partir da informação da variabilidadeespacial da produtividade, a próxima etapano ciclo da agricultura de precisão é entãoinvestigar as possíveis causas dessa variabi-lidade. Uma das causas primárias tem sidoatribuída à fertilidade do solo, a qual, paraser avaliada, necessita de técnicas de amos-

tragem em grande quantidade, especialmen-te quando da prática do gerenciamento lo-calizado. No entanto, o custo de análise deuma grande quantidade de amostras em la-boratório é, em muitos casos, proibitivo. Porisso, na prática, realiza-se uma amostragem,por vezes, em número insuficiente para cap-tar com nível de precisão satisfatório o mo-delo da variabilidade espacial do solo.

Devido a essa necessidade de obtençãode grande número de amostras, uma sériede idéias de sensores para monitorar o solotem sido proposta, algumas já em caráter~xperimental ou para utilização comercial.E o caso dos diferentes modelos de sensoresde condutividade elétrica.

UNIDADESDEGERENCIAMENTO

Como afirmaram Myers et alo (2000),'1\ resolução espacial da informação possí-vel de ser obtida com a agricultura de preci-

Valtra-.

"Informaçõessobre a área devem ser coletadas, com alta resolução, comrestrições de tempo para coletar os dados e de custo de aquisição dos mesmos"

são exige métodos rápidos e precisos paramapear a produtividade potencial de umaárea. Informações sobre a área devem sercoletadas, com alta resolução, com restriçõesde tempo para coletar os dados e custo deaquisição dos mesmos. A informação cole-tada deve se relacionar, de alguma forma,com a fisiologia da planta, permitindo re-torno previsível do capital e trabalho inves-tidos no gerenciamento localizado das cul-turas proposto pela agricultura de precisão".Por esses motivos, a condutividade elétricatem, recentemente, atraído a atenção porser um método rápido e custo-efetivo deindicar a variabilidade no solo.

Discute-se largamente a estratégia deutilizar unidades de gerenciamento ("zonasde manejo"), que, no contexto da agricul-tura de precisão, são referentes a regiões ge-ográficas que possuem atributos de relevo ede solo com menor heterogeneidade e são,assim, tratadas diferencial e permanente-

A indução eletromagnética éum método sem contato e

pode ser preferidose o revolvimentodo solo não é desejável. Um dessesequipamentos. comerciale largamen-te utilizado na agricultura, mede atéuma profundidadede 1.20 m quandoposicionado na vertical e a uma pro-fundidade de até 0,30 m quando naposição horizontal. Paraa sua utiliza-ção em campo na coleta de leiturascontínuas são necessários um coletorde dados externo e uma estrutura nãometálicaque permitaseu deslocamen-to sobre o solo, rebocado por um veí-culo qualquer e suficientemente dis-tante deste.

Protótipode um dispositivofeito comtubosdePVCservecomoveículopara o sensorde

condutividadeelétrica, testado na Esalq/USP

~~

mente a partir da sua demarcação. O de-senvolvimento de estratégias agronômicasespecíficas para essas áreas, sujeitas a com-binações únicas de fatores limitantes da pro-dutividade das culturas, permite um geren-ciamento mais preciso das quantidades deinsumos a serem aplicadas nelas. No entan-to, o desafio de determinar essas áreas égrande, devido aos complexos fatores queafetam a produtividade das culturas.

Com o intuito de determinar essas uni-

dades de gerenciamento, vários métodos têmsido propostos, envolvendo mapeamento daprodutividade, da topografia, de imagens dodossel das culturas, das propriedades físi-co-químicas do solo e de outras. Em anosrecentes, a condutividade elétrica do solotem sido proposta como uma maneira al-ternativa de se avaliar a variabilidade espa-cial deste, e a partir dela, por exemplo, defi-nirem-se as unidades de gerenciamento emuma área.

CONDUTlVIDADEELÉTRICADOSOLOA condutividade elétrica é a habilidade

que um material tem e~ transmitir (con-duzir) corrente elétrica. E uma propriedade

o sensor mede até uma profundidade de 0,30 m na

horizontal e até 1,20 m na vertical, e um conjunta de

dois sensores faz as duas leituras ao mesmo tempo

intrínseca do material, assim como outraspropriedades, como densidade ou poros ida-de. Na opinião de Bohn et aI. (1982), o solopode ser considerado como um recipientetruncado para solução eletrolítica, como umcondutor possuindo um percurso tortuoso,ou um grande número de percursos de con-dução de comprimentos e seções transver-sais variáveis.

O solo pode conduzir corrente elétricaatravés da água intersticial, que contém ele-trólitos dissolvidos, e através dos cátions tro-cáveis que residem perto da superfície departículas de solo carregadas e são eletrica-mente móveis em vários níveis (Nadler &Frenkel, 1980). Rhoades et aI. (1989) apre-sentam um modelo de condutividade elé-

trica que descreve a condutância através detrês vias atuando em paralelo:. condutância através de camadas al-

tem antes de partículas do solo e entre oslimites de suas soluções;.condutância através de soluções do

~--" .~

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solo contínuas;.condutância através ou entre superfí-cies de partículas do solo em contato diretoentre elas.

Na ausência de sais dissolvidos na águapresente na segunda via, condutividade, tex-tura e umidade se correlacionam muito bemen tre si.

EQUIPAMENTOSPARAMEDIÇÃOOS dois principais métodos utilizados

para medição da condutividade elétrica di-retamente no campo são o de indução ele-tromagnética e o método por contato dire-to, cuja unidade é miliSiemmens/m2 (mS/m2).

O primeiro utiliza um sensor por indu-

Esse método requer um perfeitocontato entre o solo e cada um

dos quatro eletrodos, o que é neces-sário para introduzir a corrente no sóloe medir a voltagem resultante. Ao va-riar o espaçamento entre esses eletro-dos, o alcance de profundidade da lei-tura pode ser alterado. Quanto maioro espaçamento entre os eletrodos,maior é a profundidade da leitura. Di-ferentes horizontes do solo podem seravaliados utilizando-se mais de qua-tro eletrodos. Por ser um método quefornece valores de condutividade sem

nenhuma calibração, infelizmente, aresistência dos eletrodos com a super-fície do solo pode aumentar sob con-dições de solo seco, o que resulta emleituras equivocadas durante o mape-amento.

ção eletromagnética, não penetrante, quemede a condutividade elétrica do solo. Essa

tecnologia foi desenvolvida e vem sendoutilizada nas áreas de geologia e geofísica econsiste basicamente de um eletrodo (bo-bina) de transmissão que é suspenso próxi-mo à superfície do solo, o qual é energizadocom uma corrente alternada numa freqüên-cia de áudio.

Isso estabelece um campo magnético queinduz uma fraca corrente elétrica no solo,

que por sua vez gera um segundo campomagnético a uma distância específica do ele-trodo transmissor, Um segundo eletrodo,receptor, suspenso, gera uma corrente alter-nada em resposta e proporcional àquela ge-rada pelo eletrodo transmissor, mas modifi-cada pela condutividade elétrica do solo.

O segundo método utiliza sensores quepenetram no solo medindo a sua condu ti-vidade elétrica a profundidades que são fun-ção do espaçamento entre sensores em con-tato com o solo. Freeland (1989) lembra quefoi Wenner (Wenner, F A method of measu-ring earth resistivity. Fresno: U. S. Departe-ment ofCom. Bur. ofStan. Scien., 1916. Pa-pers 258) o primeiro a apresentar um mo-delo teórico desse tipo de sensor, que poste-riormente seria desenvolvido e originaria osequipamentos comerciais utilizados nos diasde hoje. Esse modelo teórico consistia dautilização de quatro terminais para medir aresistência elétrica do solo, que é o inversoda condutividade elétrica.

Um dos equipamentos comerciais queutiliza contato direto com o solo para me-dição da condutividade elétrica possui umsistema de discos metálicos lisos que trans-mitem uma corrente elétrica no solo e utili-

za diferentes espaçamentos entre discos,para gerar medições da condutividade elé-trica do solo a profundidades de 0,30 m e0,90 m simultaneamente. O equipamentograva as medidas de condutividade elétrica

do solo, que são georreferenciadas, utilizan-do-se um receptor de GPS. Outro equipa-mento utiliza, ao invés de discos lisos, ro-das com pontas que facilitam ainda mais apenetração em solo coberto com palhada,além de empregar três conjuntos de eletro-dos para três profundidades de leitura, maiso conjunto alimentador.

Algumas pesquisas realizadas visandocomparar as tecnologias de medição da con-dutividade elétrica do solo por indução ele-tromagnética e por contato direto demons-traram boa semelhança entre ambas.

FATORES INTERFERENTES

O solo é um sistema trifásico constituí-

do de partículas sólidas, solução e ar. Quan-do partículas carregadas eletricamente, in-cluindo colóides e íons, migram sob influ-ência de um campo elétrico aplicado, váriosfatores físicos do solo, incluindo textura,estrutura e conteúdo de água, podem afe-tar a condutividade elétrica, interferindo nainter-relação entre as partículas coloidais eos íons (Li, 1997).

A condutividade elétrica do solo depen-de de vários fatores, e dentre eles podem-se

j-a.-l-.

I

i .

.-J.

Molin e Castromostramasvantagensdosensorde condutividadeelétrica por

indução eletromagnética

listar:.teor de água;.porcentagem de argila;.material de origem do solo;. composição química da solução dosolo e dos íons trocáveis;.interação entre os íons não trocáveis eos trocáveis;

f

i

I

Condutividade elétrica0-30 em (mS/m)- 1.12- 3.42

113.42 -5.145.14-6.92- 6.92 -11.84

~~- - .......

"O nível da condutividade elétrica de um solo é principalmentedevido ao seu teor de água e de sais dissolvidos"

Doisequipamentos diferentes para medição dacondutividade elétrica. Um com discoslisos, e outro

com discospontiagudos, para aplicação em palhadas

.porosidade, formato e tamanho dosporos;. concentração dos eletrólitos na águados poros;.temperatura do solo;. quantidade e composição dos colói-des;.densidade;.conteúdo de matéria orgânica.

Já foi demonstrado que, enquanto amagnitude de medições temporais da con-dutividade elétrica varia com a temperatu-ra e a umidade do solo, o seu padrão espaci-al permanece constante. Essa constatação éessencial para a utilização do método de ma-peamento da condutividade elétrica do solocomo base para identificar unidades deamostragem e gerenciamento deste.

A condutividade elétrica do solo depen-de em larga escala da solução eletrolíticaexistente no solo. Geralmente, solos secostêm resistência muito alta. Minerais do solo

CEOa30=-200484.4-7.407.4-8_8-8.7_8.7-9.489.4-12.1

Teor de argila (%)- 8.071- 19.61_19.61-29.75- 29.75-36.01- 36.01-49.76

Se a condutividade elétrica dosolo vai deixar de ser uma fer-

ramenta em potencial e passara inte-grar o conjunto de práticas adotadaspela agricultura de precisão, isso vaidependerde um maior domínio da suarelação com fatores de importânciaagronômica, especialmentea textura.e de ser espacialmente estruturada eestáveltemporalmente. Empaísescomtecnologia agrícolamaisdesenvolvida.já é largamente utilizada por consul-tores e agricultores. No Brasilestamosapenas iniciando os estudos de reco-nhecimento dessatécnica. e na Esalq/USPjá existe uma linha de trabalhocom algumas dissertações e pesqui-sas que dão indicação de um grandepotencial paraa sua utilização em lar-ga escala.

aparecem como isolantes, apesar de que emalguns solos pode existir uma pequena cor-rente sendo conduzida através da superfí-cie das partículas.

Portanto, o nível da condutividadeelétrica de um solo é principalmente de-vido ao seu teor de água e de sais dissol-vidos. Como a salinidade não é relevan-

te em solos de regiões com suficiente plu-viosidade, o que se sobressai na mensu-ração é a água, que, por sua vez, é mag-nificada pela textura, a qual interessaenormemente no diagnóstico para a de-finição de unidades de gerenciamento,por exemplo. GMI

José Paulo Molin,EsalqjUSPCésar Nunes de Castro,Brasília (DF)

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